]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/page_alloc.c
8f3de5af92ddbdd77b6b0d5282133888515e48be
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / mm / page_alloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/page_alloc.c
3  *
4  *  Manages the free list, the system allocates free pages here.
5  *  Note that kmalloc() lives in slab.c
6  *
7  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
8  *  Swap reorganised 29.12.95, Stephen Tweedie
9  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
10  *  Reshaped it to be a zoned allocator, Ingo Molnar, Red Hat, 1999
11  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
12  *  Zone balancing, Kanoj Sarcar, SGI, Jan 2000
13  *  Per cpu hot/cold page lists, bulk allocation, Martin J. Bligh, Sept 2002
14  *          (lots of bits borrowed from Ingo Molnar & Andrew Morton)
15  */
16
17 #include <linux/config.h>
18 #include <linux/stddef.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/pagemap.h>
23 #include <linux/bootmem.h>
24 #include <linux/compiler.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/suspend.h>
28 #include <linux/pagevec.h>
29 #include <linux/blkdev.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/topology.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/memory_hotplug.h>
37 #include <linux/nodemask.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * MCD - HACK: Find somewhere to initialize this EARLY, or make this
45  * initializer cleaner
46  */
47 nodemask_t node_online_map __read_mostly = { { [0] = 1UL } };
48 EXPORT_SYMBOL(node_online_map);
49 nodemask_t node_possible_map __read_mostly = NODE_MASK_ALL;
50 EXPORT_SYMBOL(node_possible_map);
51 struct pglist_data *pgdat_list __read_mostly;
52 unsigned long totalram_pages __read_mostly;
53 unsigned long totalhigh_pages __read_mostly;
54 long nr_swap_pages;
55
56 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold);
57
58 /*
59  * results with 256, 32 in the lowmem_reserve sysctl:
60  *      1G machine -> (16M dma, 800M-16M normal, 1G-800M high)
61  *      1G machine -> (16M dma, 784M normal, 224M high)
62  *      NORMAL allocation will leave 784M/256 of ram reserved in the ZONE_DMA
63  *      HIGHMEM allocation will leave 224M/32 of ram reserved in ZONE_NORMAL
64  *      HIGHMEM allocation will (224M+784M)/256 of ram reserved in ZONE_DMA
65  *
66  * TBD: should special case ZONE_DMA32 machines here - in those we normally
67  * don't need any ZONE_NORMAL reservation
68  */
69 int sysctl_lowmem_reserve_ratio[MAX_NR_ZONES-1] = { 256, 256, 32 };
70
71 EXPORT_SYMBOL(totalram_pages);
72
73 /*
74  * Used by page_zone() to look up the address of the struct zone whose
75  * id is encoded in the upper bits of page->flags
76  */
77 struct zone *zone_table[1 << ZONETABLE_SHIFT] __read_mostly;
78 EXPORT_SYMBOL(zone_table);
79
80 static char *zone_names[MAX_NR_ZONES] = { "DMA", "DMA32", "Normal", "HighMem" };
81 int min_free_kbytes = 1024;
82
83 unsigned long __initdata nr_kernel_pages;
84 unsigned long __initdata nr_all_pages;
85
86 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
87 static int page_outside_zone_boundaries(struct zone *zone, struct page *page)
88 {
89         int ret = 0;
90         unsigned seq;
91         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
92
93         do {
94                 seq = zone_span_seqbegin(zone);
95                 if (pfn >= zone->zone_start_pfn + zone->spanned_pages)
96                         ret = 1;
97                 else if (pfn < zone->zone_start_pfn)
98                         ret = 1;
99         } while (zone_span_seqretry(zone, seq));
100
101         return ret;
102 }
103
104 static int page_is_consistent(struct zone *zone, struct page *page)
105 {
106 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
107         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
108                 return 0;
109 #endif
110         if (zone != page_zone(page))
111                 return 0;
112
113         return 1;
114 }
115 /*
116  * Temporary debugging check for pages not lying within a given zone.
117  */
118 static int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
119 {
120         if (page_outside_zone_boundaries(zone, page))
121                 return 1;
122         if (!page_is_consistent(zone, page))
123                 return 1;
124
125         return 0;
126 }
127
128 #else
129 static inline int bad_range(struct zone *zone, struct page *page)
130 {
131         return 0;
132 }
133 #endif
134
135 static void bad_page(struct page *page)
136 {
137         printk(KERN_EMERG "Bad page state in process '%s'\n"
138                 "page:%p flags:0x%0*lx mapping:%p mapcount:%d count:%d\n"
139                 "Trying to fix it up, but a reboot is needed\n"
140                 "Backtrace:\n",
141                 current->comm, page, (int)(2*sizeof(unsigned long)),
142                 (unsigned long)page->flags, page->mapping,
143                 page_mapcount(page), page_count(page));
144         dump_stack();
145         page->flags &= ~(1 << PG_lru    |
146                         1 << PG_private |
147                         1 << PG_locked  |
148                         1 << PG_active  |
149                         1 << PG_dirty   |
150                         1 << PG_reclaim |
151                         1 << PG_slab    |
152                         1 << PG_swapcache |
153                         1 << PG_writeback );
154         set_page_count(page, 0);
155         reset_page_mapcount(page);
156         page->mapping = NULL;
157         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
158 }
159
160 /*
161  * Higher-order pages are called "compound pages".  They are structured thusly:
162  *
163  * The first PAGE_SIZE page is called the "head page".
164  *
165  * The remaining PAGE_SIZE pages are called "tail pages".
166  *
167  * All pages have PG_compound set.  All pages have their ->private pointing at
168  * the head page (even the head page has this).
169  *
170  * The first tail page's ->mapping, if non-zero, holds the address of the
171  * compound page's put_page() function.
172  *
173  * The order of the allocation is stored in the first tail page's ->index
174  * This is only for debug at present.  This usage means that zero-order pages
175  * may not be compound.
176  */
177 static void prep_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
178 {
179         int i;
180         int nr_pages = 1 << order;
181
182         page[1].mapping = NULL;
183         page[1].index = order;
184         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
185                 struct page *p = page + i;
186
187                 SetPageCompound(p);
188                 set_page_private(p, (unsigned long)page);
189         }
190 }
191
192 static void destroy_compound_page(struct page *page, unsigned long order)
193 {
194         int i;
195         int nr_pages = 1 << order;
196
197         if (unlikely(page[1].index != order))
198                 bad_page(page);
199
200         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
201                 struct page *p = page + i;
202
203                 if (unlikely(!PageCompound(p) |
204                                 (page_private(p) != (unsigned long)page)))
205                         bad_page(page);
206                 ClearPageCompound(p);
207         }
208 }
209
210 /*
211  * function for dealing with page's order in buddy system.
212  * zone->lock is already acquired when we use these.
213  * So, we don't need atomic page->flags operations here.
214  */
215 static inline unsigned long page_order(struct page *page) {
216         return page_private(page);
217 }
218
219 static inline void set_page_order(struct page *page, int order) {
220         set_page_private(page, order);
221         __SetPagePrivate(page);
222 }
223
224 static inline void rmv_page_order(struct page *page)
225 {
226         __ClearPagePrivate(page);
227         set_page_private(page, 0);
228 }
229
230 /*
231  * Locate the struct page for both the matching buddy in our
232  * pair (buddy1) and the combined O(n+1) page they form (page).
233  *
234  * 1) Any buddy B1 will have an order O twin B2 which satisfies
235  * the following equation:
236  *     B2 = B1 ^ (1 << O)
237  * For example, if the starting buddy (buddy2) is #8 its order
238  * 1 buddy is #10:
239  *     B2 = 8 ^ (1 << 1) = 8 ^ 2 = 10
240  *
241  * 2) Any buddy B will have an order O+1 parent P which
242  * satisfies the following equation:
243  *     P = B & ~(1 << O)
244  *
245  * Assumption: *_mem_map is contigious at least up to MAX_ORDER
246  */
247 static inline struct page *
248 __page_find_buddy(struct page *page, unsigned long page_idx, unsigned int order)
249 {
250         unsigned long buddy_idx = page_idx ^ (1 << order);
251
252         return page + (buddy_idx - page_idx);
253 }
254
255 static inline unsigned long
256 __find_combined_index(unsigned long page_idx, unsigned int order)
257 {
258         return (page_idx & ~(1 << order));
259 }
260
261 /*
262  * This function checks whether a page is free && is the buddy
263  * we can do coalesce a page and its buddy if
264  * (a) the buddy is not in a hole &&
265  * (b) the buddy is free &&
266  * (c) the buddy is on the buddy system &&
267  * (d) a page and its buddy have the same order.
268  * for recording page's order, we use page_private(page) and PG_private.
269  *
270  */
271 static inline int page_is_buddy(struct page *page, int order)
272 {
273 #ifdef CONFIG_HOLES_IN_ZONE
274         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)))
275                 return 0;
276 #endif
277
278        if (PagePrivate(page)           &&
279            (page_order(page) == order) &&
280             page_count(page) == 0)
281                return 1;
282        return 0;
283 }
284
285 /*
286  * Freeing function for a buddy system allocator.
287  *
288  * The concept of a buddy system is to maintain direct-mapped table
289  * (containing bit values) for memory blocks of various "orders".
290  * The bottom level table contains the map for the smallest allocatable
291  * units of memory (here, pages), and each level above it describes
292  * pairs of units from the levels below, hence, "buddies".
293  * At a high level, all that happens here is marking the table entry
294  * at the bottom level available, and propagating the changes upward
295  * as necessary, plus some accounting needed to play nicely with other
296  * parts of the VM system.
297  * At each level, we keep a list of pages, which are heads of continuous
298  * free pages of length of (1 << order) and marked with PG_Private.Page's
299  * order is recorded in page_private(page) field.
300  * So when we are allocating or freeing one, we can derive the state of the
301  * other.  That is, if we allocate a small block, and both were   
302  * free, the remainder of the region must be split into blocks.   
303  * If a block is freed, and its buddy is also free, then this
304  * triggers coalescing into a block of larger size.            
305  *
306  * -- wli
307  */
308
309 static inline void __free_pages_bulk (struct page *page,
310                 struct zone *zone, unsigned int order)
311 {
312         unsigned long page_idx;
313         int order_size = 1 << order;
314
315         if (unlikely(PageCompound(page)))
316                 destroy_compound_page(page, order);
317
318         page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);
319
320         BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));
321         BUG_ON(bad_range(zone, page));
322
323         zone->free_pages += order_size;
324         while (order < MAX_ORDER-1) {
325                 unsigned long combined_idx;
326                 struct free_area *area;
327                 struct page *buddy;
328
329                 buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);
330                 if (!page_is_buddy(buddy, order))
331                         break;          /* Move the buddy up one level. */
332
333                 list_del(&buddy->lru);
334                 area = zone->free_area + order;
335                 area->nr_free--;
336                 rmv_page_order(buddy);
337                 combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);
338                 page = page + (combined_idx - page_idx);
339                 page_idx = combined_idx;
340                 order++;
341         }
342         set_page_order(page, order);
343         list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list);
344         zone->free_area[order].nr_free++;
345 }
346
347 static inline int free_pages_check(struct page *page)
348 {
349         if (unlikely(page_mapcount(page) |
350                 (page->mapping != NULL)  |
351                 (page_count(page) != 0)  |
352                 (page->flags & (
353                         1 << PG_lru     |
354                         1 << PG_private |
355                         1 << PG_locked  |
356                         1 << PG_active  |
357                         1 << PG_reclaim |
358                         1 << PG_slab    |
359                         1 << PG_swapcache |
360                         1 << PG_writeback |
361                         1 << PG_reserved ))))
362                 bad_page(page);
363         if (PageDirty(page))
364                 __ClearPageDirty(page);
365         /*
366          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
367          * clear it, and do not free the page.  But we shall soon need
368          * to do more, for when the ZERO_PAGE count wraps negative.
369          */
370         return PageReserved(page);
371 }
372
373 /*
374  * Frees a list of pages. 
375  * Assumes all pages on list are in same zone, and of same order.
376  * count is the number of pages to free.
377  *
378  * If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
379  * see if this freeing clears that state.
380  *
381  * And clear the zone's pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
382  * pinned" detection logic.
383  */
384 static int
385 free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,
386                 struct list_head *list, unsigned int order)
387 {
388         struct page *page = NULL;
389         int ret = 0;
390
391         spin_lock(&zone->lock);
392         zone->all_unreclaimable = 0;
393         zone->pages_scanned = 0;
394         while (!list_empty(list) && count--) {
395                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
396                 /* have to delete it as __free_pages_bulk list manipulates */
397                 list_del(&page->lru);
398                 __free_pages_bulk(page, zone, order);
399                 ret++;
400         }
401         spin_unlock(&zone->lock);
402         return ret;
403 }
404
405 void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
406 {
407         unsigned long flags;
408         LIST_HEAD(list);
409         int i;
410         int reserved = 0;
411
412         arch_free_page(page, order);
413
414 #ifndef CONFIG_MMU
415         if (order > 0)
416                 for (i = 1 ; i < (1 << order) ; ++i)
417                         __put_page(page + i);
418 #endif
419
420         for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
421                 reserved += free_pages_check(page + i);
422         if (reserved)
423                 return;
424
425         list_add(&page->lru, &list);
426         mod_page_state(pgfree, 1 << order);
427         kernel_map_pages(page, 1<<order, 0);
428         local_irq_save(flags);
429         free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
430         local_irq_restore(flags);
431 }
432
433 /*
434  * permit the bootmem allocator to evade page validation on high-order frees
435  */
436 void fastcall __init __free_pages_bootmem(struct page *page, unsigned int order)
437 {
438         if (order == 0) {
439                 __ClearPageReserved(page);
440                 set_page_count(page, 0);
441
442                 free_hot_cold_page(page, 0);
443         } else {
444                 LIST_HEAD(list);
445                 int loop;
446
447                 for (loop = 0; loop < BITS_PER_LONG; loop++) {
448                         struct page *p = &page[loop];
449
450                         if (loop + 16 < BITS_PER_LONG)
451                                 prefetchw(p + 16);
452                         __ClearPageReserved(p);
453                         set_page_count(p, 0);
454                 }
455
456                 arch_free_page(page, order);
457
458                 mod_page_state(pgfree, 1 << order);
459
460                 list_add(&page->lru, &list);
461                 kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);
462                 free_pages_bulk(page_zone(page), 1, &list, order);
463         }
464 }
465
466
467 /*
468  * The order of subdivision here is critical for the IO subsystem.
469  * Please do not alter this order without good reasons and regression
470  * testing. Specifically, as large blocks of memory are subdivided,
471  * the order in which smaller blocks are delivered depends on the order
472  * they're subdivided in this function. This is the primary factor
473  * influencing the order in which pages are delivered to the IO
474  * subsystem according to empirical testing, and this is also justified
475  * by considering the behavior of a buddy system containing a single
476  * large block of memory acted on by a series of small allocations.
477  * This behavior is a critical factor in sglist merging's success.
478  *
479  * -- wli
480  */
481 static inline void expand(struct zone *zone, struct page *page,
482         int low, int high, struct free_area *area)
483 {
484         unsigned long size = 1 << high;
485
486         while (high > low) {
487                 area--;
488                 high--;
489                 size >>= 1;
490                 BUG_ON(bad_range(zone, &page[size]));
491                 list_add(&page[size].lru, &area->free_list);
492                 area->nr_free++;
493                 set_page_order(&page[size], high);
494         }
495 }
496
497 /*
498  * This page is about to be returned from the page allocator
499  */
500 static int prep_new_page(struct page *page, int order)
501 {
502         if (unlikely(page_mapcount(page) |
503                 (page->mapping != NULL)  |
504                 (page_count(page) != 0)  |
505                 (page->flags & (
506                         1 << PG_lru     |
507                         1 << PG_private |
508                         1 << PG_locked  |
509                         1 << PG_active  |
510                         1 << PG_dirty   |
511                         1 << PG_reclaim |
512                         1 << PG_slab    |
513                         1 << PG_swapcache |
514                         1 << PG_writeback |
515                         1 << PG_reserved ))))
516                 bad_page(page);
517
518         /*
519          * For now, we report if PG_reserved was found set, but do not
520          * clear it, and do not allocate the page: as a safety net.
521          */
522         if (PageReserved(page))
523                 return 1;
524
525         page->flags &= ~(1 << PG_uptodate | 1 << PG_error |
526                         1 << PG_referenced | 1 << PG_arch_1 |
527                         1 << PG_checked | 1 << PG_mappedtodisk);
528         set_page_private(page, 0);
529         set_page_refs(page, order);
530         kernel_map_pages(page, 1 << order, 1);
531         return 0;
532 }
533
534 /* 
535  * Do the hard work of removing an element from the buddy allocator.
536  * Call me with the zone->lock already held.
537  */
538 static struct page *__rmqueue(struct zone *zone, unsigned int order)
539 {
540         struct free_area * area;
541         unsigned int current_order;
542         struct page *page;
543
544         for (current_order = order; current_order < MAX_ORDER; ++current_order) {
545                 area = zone->free_area + current_order;
546                 if (list_empty(&area->free_list))
547                         continue;
548
549                 page = list_entry(area->free_list.next, struct page, lru);
550                 list_del(&page->lru);
551                 rmv_page_order(page);
552                 area->nr_free--;
553                 zone->free_pages -= 1UL << order;
554                 expand(zone, page, order, current_order, area);
555                 return page;
556         }
557
558         return NULL;
559 }
560
561 /* 
562  * Obtain a specified number of elements from the buddy allocator, all under
563  * a single hold of the lock, for efficiency.  Add them to the supplied list.
564  * Returns the number of new pages which were placed at *list.
565  */
566 static int rmqueue_bulk(struct zone *zone, unsigned int order, 
567                         unsigned long count, struct list_head *list)
568 {
569         int i;
570         
571         spin_lock(&zone->lock);
572         for (i = 0; i < count; ++i) {
573                 struct page *page = __rmqueue(zone, order);
574                 if (unlikely(page == NULL))
575                         break;
576                 list_add_tail(&page->lru, list);
577         }
578         spin_unlock(&zone->lock);
579         return i;
580 }
581
582 #ifdef CONFIG_NUMA
583 /* Called from the slab reaper to drain remote pagesets */
584 void drain_remote_pages(void)
585 {
586         struct zone *zone;
587         int i;
588         unsigned long flags;
589
590         local_irq_save(flags);
591         for_each_zone(zone) {
592                 struct per_cpu_pageset *pset;
593
594                 /* Do not drain local pagesets */
595                 if (zone->zone_pgdat->node_id == numa_node_id())
596                         continue;
597
598                 pset = zone->pageset[smp_processor_id()];
599                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
600                         struct per_cpu_pages *pcp;
601
602                         pcp = &pset->pcp[i];
603                         if (pcp->count)
604                                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
605                                                 &pcp->list, 0);
606                 }
607         }
608         local_irq_restore(flags);
609 }
610 #endif
611
612 #if defined(CONFIG_PM) || defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
613 static void __drain_pages(unsigned int cpu)
614 {
615         unsigned long flags;
616         struct zone *zone;
617         int i;
618
619         for_each_zone(zone) {
620                 struct per_cpu_pageset *pset;
621
622                 pset = zone_pcp(zone, cpu);
623                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pset->pcp); i++) {
624                         struct per_cpu_pages *pcp;
625
626                         pcp = &pset->pcp[i];
627                         local_irq_save(flags);
628                         pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->count,
629                                                 &pcp->list, 0);
630                         local_irq_restore(flags);
631                 }
632         }
633 }
634 #endif /* CONFIG_PM || CONFIG_HOTPLUG_CPU */
635
636 #ifdef CONFIG_PM
637
638 void mark_free_pages(struct zone *zone)
639 {
640         unsigned long zone_pfn, flags;
641         int order;
642         struct list_head *curr;
643
644         if (!zone->spanned_pages)
645                 return;
646
647         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
648         for (zone_pfn = 0; zone_pfn < zone->spanned_pages; ++zone_pfn)
649                 ClearPageNosaveFree(pfn_to_page(zone_pfn + zone->zone_start_pfn));
650
651         for (order = MAX_ORDER - 1; order >= 0; --order)
652                 list_for_each(curr, &zone->free_area[order].free_list) {
653                         unsigned long start_pfn, i;
654
655                         start_pfn = page_to_pfn(list_entry(curr, struct page, lru));
656
657                         for (i=0; i < (1<<order); i++)
658                                 SetPageNosaveFree(pfn_to_page(start_pfn+i));
659         }
660         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
661 }
662
663 /*
664  * Spill all of this CPU's per-cpu pages back into the buddy allocator.
665  */
666 void drain_local_pages(void)
667 {
668         unsigned long flags;
669
670         local_irq_save(flags);  
671         __drain_pages(smp_processor_id());
672         local_irq_restore(flags);       
673 }
674 #endif /* CONFIG_PM */
675
676 static void zone_statistics(struct zonelist *zonelist, struct zone *z)
677 {
678 #ifdef CONFIG_NUMA
679         unsigned long flags;
680         int cpu;
681         pg_data_t *pg = z->zone_pgdat;
682         pg_data_t *orig = zonelist->zones[0]->zone_pgdat;
683         struct per_cpu_pageset *p;
684
685         local_irq_save(flags);
686         cpu = smp_processor_id();
687         p = zone_pcp(z,cpu);
688         if (pg == orig) {
689                 p->numa_hit++;
690         } else {
691                 p->numa_miss++;
692                 zone_pcp(zonelist->zones[0], cpu)->numa_foreign++;
693         }
694         if (pg == NODE_DATA(numa_node_id()))
695                 p->local_node++;
696         else
697                 p->other_node++;
698         local_irq_restore(flags);
699 #endif
700 }
701
702 /*
703  * Free a 0-order page
704  */
705 static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
706 {
707         struct zone *zone = page_zone(page);
708         struct per_cpu_pages *pcp;
709         unsigned long flags;
710
711         arch_free_page(page, 0);
712
713         if (PageAnon(page))
714                 page->mapping = NULL;
715         if (free_pages_check(page))
716                 return;
717
718         inc_page_state(pgfree);
719         kernel_map_pages(page, 1, 0);
720
721         pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
722         local_irq_save(flags);
723         list_add(&page->lru, &pcp->list);
724         pcp->count++;
725         if (pcp->count >= pcp->high)
726                 pcp->count -= free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);
727         local_irq_restore(flags);
728         put_cpu();
729 }
730
731 void fastcall free_hot_page(struct page *page)
732 {
733         free_hot_cold_page(page, 0);
734 }
735         
736 void fastcall free_cold_page(struct page *page)
737 {
738         free_hot_cold_page(page, 1);
739 }
740
741 static inline void prep_zero_page(struct page *page, int order, gfp_t gfp_flags)
742 {
743         int i;
744
745         BUG_ON((gfp_flags & (__GFP_WAIT | __GFP_HIGHMEM)) == __GFP_HIGHMEM);
746         for(i = 0; i < (1 << order); i++)
747                 clear_highpage(page + i);
748 }
749
750 /*
751  * Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk().  But
752  * we cheat by calling it from here, in the order > 0 path.  Saves a branch
753  * or two.
754  */
755 static struct page *
756 buffered_rmqueue(struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags)
757 {
758         unsigned long flags;
759         struct page *page;
760         int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
761
762 again:
763         if (order == 0) {
764                 struct per_cpu_pages *pcp;
765
766                 page = NULL;
767                 pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];
768                 local_irq_save(flags);
769                 if (!pcp->count)
770                         pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
771                                                 pcp->batch, &pcp->list);
772                 if (likely(pcp->count)) {
773                         page = list_entry(pcp->list.next, struct page, lru);
774                         list_del(&page->lru);
775                         pcp->count--;
776                 }
777                 local_irq_restore(flags);
778                 put_cpu();
779         } else {
780                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
781                 page = __rmqueue(zone, order);
782                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
783         }
784
785         if (page != NULL) {
786                 BUG_ON(bad_range(zone, page));
787                 mod_page_state_zone(zone, pgalloc, 1 << order);
788                 if (prep_new_page(page, order))
789                         goto again;
790
791                 if (gfp_flags & __GFP_ZERO)
792                         prep_zero_page(page, order, gfp_flags);
793
794                 if (order && (gfp_flags & __GFP_COMP))
795                         prep_compound_page(page, order);
796         }
797         return page;
798 }
799
800 #define ALLOC_NO_WATERMARKS     0x01 /* don't check watermarks at all */
801 #define ALLOC_WMARK_MIN         0x02 /* use pages_min watermark */
802 #define ALLOC_WMARK_LOW         0x04 /* use pages_low watermark */
803 #define ALLOC_WMARK_HIGH        0x08 /* use pages_high watermark */
804 #define ALLOC_HARDER            0x10 /* try to alloc harder */
805 #define ALLOC_HIGH              0x20 /* __GFP_HIGH set */
806 #define ALLOC_CPUSET            0x40 /* check for correct cpuset */
807
808 /*
809  * Return 1 if free pages are above 'mark'. This takes into account the order
810  * of the allocation.
811  */
812 int zone_watermark_ok(struct zone *z, int order, unsigned long mark,
813                       int classzone_idx, int alloc_flags)
814 {
815         /* free_pages my go negative - that's OK */
816         long min = mark, free_pages = z->free_pages - (1 << order) + 1;
817         int o;
818
819         if (alloc_flags & ALLOC_HIGH)
820                 min -= min / 2;
821         if (alloc_flags & ALLOC_HARDER)
822                 min -= min / 4;
823
824         if (free_pages <= min + z->lowmem_reserve[classzone_idx])
825                 return 0;
826         for (o = 0; o < order; o++) {
827                 /* At the next order, this order's pages become unavailable */
828                 free_pages -= z->free_area[o].nr_free << o;
829
830                 /* Require fewer higher order pages to be free */
831                 min >>= 1;
832
833                 if (free_pages <= min)
834                         return 0;
835         }
836         return 1;
837 }
838
839 /*
840  * get_page_from_freeliest goes through the zonelist trying to allocate
841  * a page.
842  */
843 static struct page *
844 get_page_from_freelist(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
845                 struct zonelist *zonelist, int alloc_flags)
846 {
847         struct zone **z = zonelist->zones;
848         struct page *page = NULL;
849         int classzone_idx = zone_idx(*z);
850
851         /*
852          * Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free.
853          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
854          */
855         do {
856                 if ((alloc_flags & ALLOC_CPUSET) &&
857                                 !cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
858                         continue;
859
860                 if (!(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS)) {
861                         unsigned long mark;
862                         if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_MIN)
863                                 mark = (*z)->pages_min;
864                         else if (alloc_flags & ALLOC_WMARK_LOW)
865                                 mark = (*z)->pages_low;
866                         else
867                                 mark = (*z)->pages_high;
868                         if (!zone_watermark_ok(*z, order, mark,
869                                     classzone_idx, alloc_flags))
870                                 continue;
871                 }
872
873                 page = buffered_rmqueue(*z, order, gfp_mask);
874                 if (page) {
875                         zone_statistics(zonelist, *z);
876                         break;
877                 }
878         } while (*(++z) != NULL);
879         return page;
880 }
881
882 /*
883  * This is the 'heart' of the zoned buddy allocator.
884  */
885 struct page * fastcall
886 __alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
887                 struct zonelist *zonelist)
888 {
889         const gfp_t wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
890         struct zone **z;
891         struct page *page;
892         struct reclaim_state reclaim_state;
893         struct task_struct *p = current;
894         int do_retry;
895         int alloc_flags;
896         int did_some_progress;
897
898         might_sleep_if(wait);
899
900 restart:
901         z = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */
902
903         if (unlikely(*z == NULL)) {
904                 /* Should this ever happen?? */
905                 return NULL;
906         }
907
908         page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
909                                 zonelist, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET);
910         if (page)
911                 goto got_pg;
912
913         do {
914                 wakeup_kswapd(*z, order);
915         } while (*(++z));
916
917         /*
918          * OK, we're below the kswapd watermark and have kicked background
919          * reclaim. Now things get more complex, so set up alloc_flags according
920          * to how we want to proceed.
921          *
922          * The caller may dip into page reserves a bit more if the caller
923          * cannot run direct reclaim, or if the caller has realtime scheduling
924          * policy.
925          */
926         alloc_flags = ALLOC_WMARK_MIN;
927         if ((unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait)
928                 alloc_flags |= ALLOC_HARDER;
929         if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
930                 alloc_flags |= ALLOC_HIGH;
931         alloc_flags |= ALLOC_CPUSET;
932
933         /*
934          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
935          * coming from realtime tasks go deeper into reserves.
936          *
937          * This is the last chance, in general, before the goto nopage.
938          * Ignore cpuset if GFP_ATOMIC (!wait) rather than fail alloc.
939          * See also cpuset_zone_allowed() comment in kernel/cpuset.c.
940          */
941         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, zonelist, alloc_flags);
942         if (page)
943                 goto got_pg;
944
945         /* This allocation should allow future memory freeing. */
946
947         if (((p->flags & PF_MEMALLOC) || unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
948                         && !in_interrupt()) {
949                 if (!(gfp_mask & __GFP_NOMEMALLOC)) {
950 nofail_alloc:
951                         /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
952                         page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
953                                 zonelist, ALLOC_NO_WATERMARKS);
954                         if (page)
955                                 goto got_pg;
956                         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
957                                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
958                                 goto nofail_alloc;
959                         }
960                 }
961                 goto nopage;
962         }
963
964         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
965         if (!wait)
966                 goto nopage;
967
968 rebalance:
969         cond_resched();
970
971         /* We now go into synchronous reclaim */
972         p->flags |= PF_MEMALLOC;
973         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
974         p->reclaim_state = &reclaim_state;
975
976         did_some_progress = try_to_free_pages(zonelist->zones, gfp_mask);
977
978         p->reclaim_state = NULL;
979         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;
980
981         cond_resched();
982
983         if (likely(did_some_progress)) {
984                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order,
985                                                 zonelist, alloc_flags);
986                 if (page)
987                         goto got_pg;
988         } else if ((gfp_mask & __GFP_FS) && !(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
989                 /*
990                  * Go through the zonelist yet one more time, keep
991                  * very high watermark here, this is only to catch
992                  * a parallel oom killing, we must fail if we're still
993                  * under heavy pressure.
994                  */
995                 page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, order,
996                                 zonelist, ALLOC_WMARK_HIGH|ALLOC_CPUSET);
997                 if (page)
998                         goto got_pg;
999
1000                 out_of_memory(gfp_mask, order);
1001                 goto restart;
1002         }
1003
1004         /*
1005          * Don't let big-order allocations loop unless the caller explicitly
1006          * requests that.  Wait for some write requests to complete then retry.
1007          *
1008          * In this implementation, __GFP_REPEAT means __GFP_NOFAIL for order
1009          * <= 3, but that may not be true in other implementations.
1010          */
1011         do_retry = 0;
1012         if (!(gfp_mask & __GFP_NORETRY)) {
1013                 if ((order <= 3) || (gfp_mask & __GFP_REPEAT))
1014                         do_retry = 1;
1015                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1016                         do_retry = 1;
1017         }
1018         if (do_retry) {
1019                 blk_congestion_wait(WRITE, HZ/50);
1020                 goto rebalance;
1021         }
1022
1023 nopage:
1024         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit()) {
1025                 printk(KERN_WARNING "%s: page allocation failure."
1026                         " order:%d, mode:0x%x\n",
1027                         p->comm, order, gfp_mask);
1028                 dump_stack();
1029                 show_mem();
1030         }
1031 got_pg:
1032         return page;
1033 }
1034
1035 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages);
1036
1037 /*
1038  * Common helper functions.
1039  */
1040 fastcall unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
1041 {
1042         struct page * page;
1043         page = alloc_pages(gfp_mask, order);
1044         if (!page)
1045                 return 0;
1046         return (unsigned long) page_address(page);
1047 }
1048
1049 EXPORT_SYMBOL(__get_free_pages);
1050
1051 fastcall unsigned long get_zeroed_page(gfp_t gfp_mask)
1052 {
1053         struct page * page;
1054
1055         /*
1056          * get_zeroed_page() returns a 32-bit address, which cannot represent
1057          * a highmem page
1058          */
1059         BUG_ON((gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) != 0);
1060
1061         page = alloc_pages(gfp_mask | __GFP_ZERO, 0);
1062         if (page)
1063                 return (unsigned long) page_address(page);
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 EXPORT_SYMBOL(get_zeroed_page);
1068
1069 void __pagevec_free(struct pagevec *pvec)
1070 {
1071         int i = pagevec_count(pvec);
1072
1073         while (--i >= 0)
1074                 free_hot_cold_page(pvec->pages[i], pvec->cold);
1075 }
1076
1077 fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)
1078 {
1079         if (put_page_testzero(page)) {
1080                 if (order == 0)
1081                         free_hot_page(page);
1082                 else
1083                         __free_pages_ok(page, order);
1084         }
1085 }
1086
1087 EXPORT_SYMBOL(__free_pages);
1088
1089 fastcall void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order)
1090 {
1091         if (addr != 0) {
1092                 BUG_ON(!virt_addr_valid((void *)addr));
1093                 __free_pages(virt_to_page((void *)addr), order);
1094         }
1095 }
1096
1097 EXPORT_SYMBOL(free_pages);
1098
1099 /*
1100  * Total amount of free (allocatable) RAM:
1101  */
1102 unsigned int nr_free_pages(void)
1103 {
1104         unsigned int sum = 0;
1105         struct zone *zone;
1106
1107         for_each_zone(zone)
1108                 sum += zone->free_pages;
1109
1110         return sum;
1111 }
1112
1113 EXPORT_SYMBOL(nr_free_pages);
1114
1115 #ifdef CONFIG_NUMA
1116 unsigned int nr_free_pages_pgdat(pg_data_t *pgdat)
1117 {
1118         unsigned int i, sum = 0;
1119
1120         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1121                 sum += pgdat->node_zones[i].free_pages;
1122
1123         return sum;
1124 }
1125 #endif
1126
1127 static unsigned int nr_free_zone_pages(int offset)
1128 {
1129         /* Just pick one node, since fallback list is circular */
1130         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(numa_node_id());
1131         unsigned int sum = 0;
1132
1133         struct zonelist *zonelist = pgdat->node_zonelists + offset;
1134         struct zone **zonep = zonelist->zones;
1135         struct zone *zone;
1136
1137         for (zone = *zonep++; zone; zone = *zonep++) {
1138                 unsigned long size = zone->present_pages;
1139                 unsigned long high = zone->pages_high;
1140                 if (size > high)
1141                         sum += size - high;
1142         }
1143
1144         return sum;
1145 }
1146
1147 /*
1148  * Amount of free RAM allocatable within ZONE_DMA and ZONE_NORMAL
1149  */
1150 unsigned int nr_free_buffer_pages(void)
1151 {
1152         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_USER));
1153 }
1154
1155 /*
1156  * Amount of free RAM allocatable within all zones
1157  */
1158 unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)
1159 {
1160         return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER));
1161 }
1162
1163 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1164 unsigned int nr_free_highpages (void)
1165 {
1166         pg_data_t *pgdat;
1167         unsigned int pages = 0;
1168
1169         for_each_pgdat(pgdat)
1170                 pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1171
1172         return pages;
1173 }
1174 #endif
1175
1176 #ifdef CONFIG_NUMA
1177 static void show_node(struct zone *zone)
1178 {
1179         printk("Node %d ", zone->zone_pgdat->node_id);
1180 }
1181 #else
1182 #define show_node(zone) do { } while (0)
1183 #endif
1184
1185 /*
1186  * Accumulate the page_state information across all CPUs.
1187  * The result is unavoidably approximate - it can change
1188  * during and after execution of this function.
1189  */
1190 static DEFINE_PER_CPU(struct page_state, page_states) = {0};
1191
1192 atomic_t nr_pagecache = ATOMIC_INIT(0);
1193 EXPORT_SYMBOL(nr_pagecache);
1194 #ifdef CONFIG_SMP
1195 DEFINE_PER_CPU(long, nr_pagecache_local) = 0;
1196 #endif
1197
1198 static void __get_page_state(struct page_state *ret, int nr, cpumask_t *cpumask)
1199 {
1200         int cpu = 0;
1201
1202         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1203
1204         cpu = first_cpu(*cpumask);
1205         while (cpu < NR_CPUS) {
1206                 unsigned long *in, *out, off;
1207
1208                 in = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
1209
1210                 cpu = next_cpu(cpu, *cpumask);
1211
1212                 if (cpu < NR_CPUS)
1213                         prefetch(&per_cpu(page_states, cpu));
1214
1215                 out = (unsigned long *)ret;
1216                 for (off = 0; off < nr; off++)
1217                         *out++ += *in++;
1218         }
1219 }
1220
1221 void get_page_state_node(struct page_state *ret, int node)
1222 {
1223         int nr;
1224         cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
1225
1226         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1227         nr /= sizeof(unsigned long);
1228
1229         __get_page_state(ret, nr+1, &mask);
1230 }
1231
1232 void get_page_state(struct page_state *ret)
1233 {
1234         int nr;
1235         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1236
1237         nr = offsetof(struct page_state, GET_PAGE_STATE_LAST);
1238         nr /= sizeof(unsigned long);
1239
1240         __get_page_state(ret, nr + 1, &mask);
1241 }
1242
1243 void get_full_page_state(struct page_state *ret)
1244 {
1245         cpumask_t mask = CPU_MASK_ALL;
1246
1247         __get_page_state(ret, sizeof(*ret) / sizeof(unsigned long), &mask);
1248 }
1249
1250 unsigned long __read_page_state(unsigned long offset)
1251 {
1252         unsigned long ret = 0;
1253         int cpu;
1254
1255         for_each_cpu(cpu) {
1256                 unsigned long in;
1257
1258                 in = (unsigned long)&per_cpu(page_states, cpu) + offset;
1259                 ret += *((unsigned long *)in);
1260         }
1261         return ret;
1262 }
1263
1264 void __mod_page_state(unsigned long offset, unsigned long delta)
1265 {
1266         unsigned long flags;
1267         void* ptr;
1268
1269         local_irq_save(flags);
1270         ptr = &__get_cpu_var(page_states);
1271         *(unsigned long*)(ptr + offset) += delta;
1272         local_irq_restore(flags);
1273 }
1274
1275 EXPORT_SYMBOL(__mod_page_state);
1276
1277 void __get_zone_counts(unsigned long *active, unsigned long *inactive,
1278                         unsigned long *free, struct pglist_data *pgdat)
1279 {
1280         struct zone *zones = pgdat->node_zones;
1281         int i;
1282
1283         *active = 0;
1284         *inactive = 0;
1285         *free = 0;
1286         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1287                 *active += zones[i].nr_active;
1288                 *inactive += zones[i].nr_inactive;
1289                 *free += zones[i].free_pages;
1290         }
1291 }
1292
1293 void get_zone_counts(unsigned long *active,
1294                 unsigned long *inactive, unsigned long *free)
1295 {
1296         struct pglist_data *pgdat;
1297
1298         *active = 0;
1299         *inactive = 0;
1300         *free = 0;
1301         for_each_pgdat(pgdat) {
1302                 unsigned long l, m, n;
1303                 __get_zone_counts(&l, &m, &n, pgdat);
1304                 *active += l;
1305                 *inactive += m;
1306                 *free += n;
1307         }
1308 }
1309
1310 void si_meminfo(struct sysinfo *val)
1311 {
1312         val->totalram = totalram_pages;
1313         val->sharedram = 0;
1314         val->freeram = nr_free_pages();
1315         val->bufferram = nr_blockdev_pages();
1316 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1317         val->totalhigh = totalhigh_pages;
1318         val->freehigh = nr_free_highpages();
1319 #else
1320         val->totalhigh = 0;
1321         val->freehigh = 0;
1322 #endif
1323         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1324 }
1325
1326 EXPORT_SYMBOL(si_meminfo);
1327
1328 #ifdef CONFIG_NUMA
1329 void si_meminfo_node(struct sysinfo *val, int nid)
1330 {
1331         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1332
1333         val->totalram = pgdat->node_present_pages;
1334         val->freeram = nr_free_pages_pgdat(pgdat);
1335         val->totalhigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1336         val->freehigh = pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].free_pages;
1337         val->mem_unit = PAGE_SIZE;
1338 }
1339 #endif
1340
1341 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1342
1343 /*
1344  * Show free area list (used inside shift_scroll-lock stuff)
1345  * We also calculate the percentage fragmentation. We do this by counting the
1346  * memory on each free list with the exception of the first item on the list.
1347  */
1348 void show_free_areas(void)
1349 {
1350         struct page_state ps;
1351         int cpu, temperature;
1352         unsigned long active;
1353         unsigned long inactive;
1354         unsigned long free;
1355         struct zone *zone;
1356
1357         for_each_zone(zone) {
1358                 show_node(zone);
1359                 printk("%s per-cpu:", zone->name);
1360
1361                 if (!populated_zone(zone)) {
1362                         printk(" empty\n");
1363                         continue;
1364                 } else
1365                         printk("\n");
1366
1367                 for_each_online_cpu(cpu) {
1368                         struct per_cpu_pageset *pageset;
1369
1370                         pageset = zone_pcp(zone, cpu);
1371
1372                         for (temperature = 0; temperature < 2; temperature++)
1373                                 printk("cpu %d %s: high %d, batch %d used:%d\n",
1374                                         cpu,
1375                                         temperature ? "cold" : "hot",
1376                                         pageset->pcp[temperature].high,
1377                                         pageset->pcp[temperature].batch,
1378                                         pageset->pcp[temperature].count);
1379                 }
1380         }
1381
1382         get_page_state(&ps);
1383         get_zone_counts(&active, &inactive, &free);
1384
1385         printk("Free pages: %11ukB (%ukB HighMem)\n",
1386                 K(nr_free_pages()),
1387                 K(nr_free_highpages()));
1388
1389         printk("Active:%lu inactive:%lu dirty:%lu writeback:%lu "
1390                 "unstable:%lu free:%u slab:%lu mapped:%lu pagetables:%lu\n",
1391                 active,
1392                 inactive,
1393                 ps.nr_dirty,
1394                 ps.nr_writeback,
1395                 ps.nr_unstable,
1396                 nr_free_pages(),
1397                 ps.nr_slab,
1398                 ps.nr_mapped,
1399                 ps.nr_page_table_pages);
1400
1401         for_each_zone(zone) {
1402                 int i;
1403
1404                 show_node(zone);
1405                 printk("%s"
1406                         " free:%lukB"
1407                         " min:%lukB"
1408                         " low:%lukB"
1409                         " high:%lukB"
1410                         " active:%lukB"
1411                         " inactive:%lukB"
1412                         " present:%lukB"
1413                         " pages_scanned:%lu"
1414                         " all_unreclaimable? %s"
1415                         "\n",
1416                         zone->name,
1417                         K(zone->free_pages),
1418                         K(zone->pages_min),
1419                         K(zone->pages_low),
1420                         K(zone->pages_high),
1421                         K(zone->nr_active),
1422                         K(zone->nr_inactive),
1423                         K(zone->present_pages),
1424                         zone->pages_scanned,
1425                         (zone->all_unreclaimable ? "yes" : "no")
1426                         );
1427                 printk("lowmem_reserve[]:");
1428                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1429                         printk(" %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
1430                 printk("\n");
1431         }
1432
1433         for_each_zone(zone) {
1434                 unsigned long nr, flags, order, total = 0;
1435
1436                 show_node(zone);
1437                 printk("%s: ", zone->name);
1438                 if (!populated_zone(zone)) {
1439                         printk("empty\n");
1440                         continue;
1441                 }
1442
1443                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1444                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1445                         nr = zone->free_area[order].nr_free;
1446                         total += nr << order;
1447                         printk("%lu*%lukB ", nr, K(1UL) << order);
1448                 }
1449                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1450                 printk("= %lukB\n", K(total));
1451         }
1452
1453         show_swap_cache_info();
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Builds allocation fallback zone lists.
1458  */
1459 static int __init build_zonelists_node(pg_data_t *pgdat, struct zonelist *zonelist, int j, int k)
1460 {
1461         switch (k) {
1462                 struct zone *zone;
1463         default:
1464                 BUG();
1465         case ZONE_HIGHMEM:
1466                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
1467                 if (zone->present_pages) {
1468 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
1469                         BUG();
1470 #endif
1471                         zonelist->zones[j++] = zone;
1472                 }
1473         case ZONE_NORMAL:
1474                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
1475                 if (zone->present_pages)
1476                         zonelist->zones[j++] = zone;
1477         case ZONE_DMA32:
1478                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA32;
1479                 if (zone->present_pages)
1480                         zonelist->zones[j++] = zone;
1481         case ZONE_DMA:
1482                 zone = pgdat->node_zones + ZONE_DMA;
1483                 if (zone->present_pages)
1484                         zonelist->zones[j++] = zone;
1485         }
1486
1487         return j;
1488 }
1489
1490 static inline int highest_zone(int zone_bits)
1491 {
1492         int res = ZONE_NORMAL;
1493         if (zone_bits & (__force int)__GFP_HIGHMEM)
1494                 res = ZONE_HIGHMEM;
1495         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA32)
1496                 res = ZONE_DMA32;
1497         if (zone_bits & (__force int)__GFP_DMA)
1498                 res = ZONE_DMA;
1499         return res;
1500 }
1501
1502 #ifdef CONFIG_NUMA
1503 #define MAX_NODE_LOAD (num_online_nodes())
1504 static int __initdata node_load[MAX_NUMNODES];
1505 /**
1506  * find_next_best_node - find the next node that should appear in a given node's fallback list
1507  * @node: node whose fallback list we're appending
1508  * @used_node_mask: nodemask_t of already used nodes
1509  *
1510  * We use a number of factors to determine which is the next node that should
1511  * appear on a given node's fallback list.  The node should not have appeared
1512  * already in @node's fallback list, and it should be the next closest node
1513  * according to the distance array (which contains arbitrary distance values
1514  * from each node to each node in the system), and should also prefer nodes
1515  * with no CPUs, since presumably they'll have very little allocation pressure
1516  * on them otherwise.
1517  * It returns -1 if no node is found.
1518  */
1519 static int __init find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_node_mask)
1520 {
1521         int i, n, val;
1522         int min_val = INT_MAX;
1523         int best_node = -1;
1524
1525         for_each_online_node(i) {
1526                 cpumask_t tmp;
1527
1528                 /* Start from local node */
1529                 n = (node+i) % num_online_nodes();
1530
1531                 /* Don't want a node to appear more than once */
1532                 if (node_isset(n, *used_node_mask))
1533                         continue;
1534
1535                 /* Use the local node if we haven't already */
1536                 if (!node_isset(node, *used_node_mask)) {
1537                         best_node = node;
1538                         break;
1539                 }
1540
1541                 /* Use the distance array to find the distance */
1542                 val = node_distance(node, n);
1543
1544                 /* Give preference to headless and unused nodes */
1545                 tmp = node_to_cpumask(n);
1546                 if (!cpus_empty(tmp))
1547                         val += PENALTY_FOR_NODE_WITH_CPUS;
1548
1549                 /* Slight preference for less loaded node */
1550                 val *= (MAX_NODE_LOAD*MAX_NUMNODES);
1551                 val += node_load[n];
1552
1553                 if (val < min_val) {
1554                         min_val = val;
1555                         best_node = n;
1556                 }
1557         }
1558
1559         if (best_node >= 0)
1560                 node_set(best_node, *used_node_mask);
1561
1562         return best_node;
1563 }
1564
1565 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1566 {
1567         int i, j, k, node, local_node;
1568         int prev_node, load;
1569         struct zonelist *zonelist;
1570         nodemask_t used_mask;
1571
1572         /* initialize zonelists */
1573         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1574                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1575                 zonelist->zones[0] = NULL;
1576         }
1577
1578         /* NUMA-aware ordering of nodes */
1579         local_node = pgdat->node_id;
1580         load = num_online_nodes();
1581         prev_node = local_node;
1582         nodes_clear(used_mask);
1583         while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
1584                 /*
1585                  * We don't want to pressure a particular node.
1586                  * So adding penalty to the first node in same
1587                  * distance group to make it round-robin.
1588                  */
1589                 if (node_distance(local_node, node) !=
1590                                 node_distance(local_node, prev_node))
1591                         node_load[node] += load;
1592                 prev_node = node;
1593                 load--;
1594                 for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1595                         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1596                         for (j = 0; zonelist->zones[j] != NULL; j++);
1597
1598                         k = highest_zone(i);
1599
1600                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1601                         zonelist->zones[j] = NULL;
1602                 }
1603         }
1604 }
1605
1606 #else   /* CONFIG_NUMA */
1607
1608 static void __init build_zonelists(pg_data_t *pgdat)
1609 {
1610         int i, j, k, node, local_node;
1611
1612         local_node = pgdat->node_id;
1613         for (i = 0; i < GFP_ZONETYPES; i++) {
1614                 struct zonelist *zonelist;
1615
1616                 zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
1617
1618                 j = 0;
1619                 k = highest_zone(i);
1620                 j = build_zonelists_node(pgdat, zonelist, j, k);
1621                 /*
1622                  * Now we build the zonelist so that it contains the zones
1623                  * of all the other nodes.
1624                  * We don't want to pressure a particular node, so when
1625                  * building the zones for node N, we make sure that the
1626                  * zones coming right after the local ones are those from
1627                  * node N+1 (modulo N)
1628                  */
1629                 for (node = local_node + 1; node < MAX_NUMNODES; node++) {
1630                         if (!node_online(node))
1631                                 continue;
1632                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1633                 }
1634                 for (node = 0; node < local_node; node++) {
1635                         if (!node_online(node))
1636                                 continue;
1637                         j = build_zonelists_node(NODE_DATA(node), zonelist, j, k);
1638                 }
1639
1640                 zonelist->zones[j] = NULL;
1641         }
1642 }
1643
1644 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1645
1646 void __init build_all_zonelists(void)
1647 {
1648         int i;
1649
1650         for_each_online_node(i)
1651                 build_zonelists(NODE_DATA(i));
1652         printk("Built %i zonelists\n", num_online_nodes());
1653         cpuset_init_current_mems_allowed();
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Helper functions to size the waitqueue hash table.
1658  * Essentially these want to choose hash table sizes sufficiently
1659  * large so that collisions trying to wait on pages are rare.
1660  * But in fact, the number of active page waitqueues on typical
1661  * systems is ridiculously low, less than 200. So this is even
1662  * conservative, even though it seems large.
1663  *
1664  * The constant PAGES_PER_WAITQUEUE specifies the ratio of pages to
1665  * waitqueues, i.e. the size of the waitq table given the number of pages.
1666  */
1667 #define PAGES_PER_WAITQUEUE     256
1668
1669 static inline unsigned long wait_table_size(unsigned long pages)
1670 {
1671         unsigned long size = 1;
1672
1673         pages /= PAGES_PER_WAITQUEUE;
1674
1675         while (size < pages)
1676                 size <<= 1;
1677
1678         /*
1679          * Once we have dozens or even hundreds of threads sleeping
1680          * on IO we've got bigger problems than wait queue collision.
1681          * Limit the size of the wait table to a reasonable size.
1682          */
1683         size = min(size, 4096UL);
1684
1685         return max(size, 4UL);
1686 }
1687
1688 /*
1689  * This is an integer logarithm so that shifts can be used later
1690  * to extract the more random high bits from the multiplicative
1691  * hash function before the remainder is taken.
1692  */
1693 static inline unsigned long wait_table_bits(unsigned long size)
1694 {
1695         return ffz(~size);
1696 }
1697
1698 #define LONG_ALIGN(x) (((x)+(sizeof(long))-1)&~((sizeof(long))-1))
1699
1700 static void __init calculate_zone_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1701                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1702 {
1703         unsigned long realtotalpages, totalpages = 0;
1704         int i;
1705
1706         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1707                 totalpages += zones_size[i];
1708         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1709
1710         realtotalpages = totalpages;
1711         if (zholes_size)
1712                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
1713                         realtotalpages -= zholes_size[i];
1714         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1715         printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1716 }
1717
1718
1719 /*
1720  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
1721  * up by free_all_bootmem() once the early boot process is
1722  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
1723  */
1724 void __devinit memmap_init_zone(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
1725                 unsigned long start_pfn)
1726 {
1727         struct page *page;
1728         unsigned long end_pfn = start_pfn + size;
1729         unsigned long pfn;
1730
1731         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++, page++) {
1732                 if (!early_pfn_valid(pfn))
1733                         continue;
1734                 page = pfn_to_page(pfn);
1735                 set_page_links(page, zone, nid, pfn);
1736                 set_page_count(page, 1);
1737                 reset_page_mapcount(page);
1738                 SetPageReserved(page);
1739                 INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
1740 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
1741                 /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
1742                 if (!is_highmem_idx(zone))
1743                         set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
1744 #endif
1745         }
1746 }
1747
1748 void zone_init_free_lists(struct pglist_data *pgdat, struct zone *zone,
1749                                 unsigned long size)
1750 {
1751         int order;
1752         for (order = 0; order < MAX_ORDER ; order++) {
1753                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list);
1754                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1755         }
1756 }
1757
1758 #define ZONETABLE_INDEX(x, zone_nr)     ((x << ZONES_SHIFT) | zone_nr)
1759 void zonetable_add(struct zone *zone, int nid, int zid, unsigned long pfn,
1760                 unsigned long size)
1761 {
1762         unsigned long snum = pfn_to_section_nr(pfn);
1763         unsigned long end = pfn_to_section_nr(pfn + size);
1764
1765         if (FLAGS_HAS_NODE)
1766                 zone_table[ZONETABLE_INDEX(nid, zid)] = zone;
1767         else
1768                 for (; snum <= end; snum++)
1769                         zone_table[ZONETABLE_INDEX(snum, zid)] = zone;
1770 }
1771
1772 #ifndef __HAVE_ARCH_MEMMAP_INIT
1773 #define memmap_init(size, nid, zone, start_pfn) \
1774         memmap_init_zone((size), (nid), (zone), (start_pfn))
1775 #endif
1776
1777 static int __devinit zone_batchsize(struct zone *zone)
1778 {
1779         int batch;
1780
1781         /*
1782          * The per-cpu-pages pools are set to around 1000th of the
1783          * size of the zone.  But no more than 1/2 of a meg.
1784          *
1785          * OK, so we don't know how big the cache is.  So guess.
1786          */
1787         batch = zone->present_pages / 1024;
1788         if (batch * PAGE_SIZE > 512 * 1024)
1789                 batch = (512 * 1024) / PAGE_SIZE;
1790         batch /= 4;             /* We effectively *= 4 below */
1791         if (batch < 1)
1792                 batch = 1;
1793
1794         /*
1795          * Clamp the batch to a 2^n - 1 value. Having a power
1796          * of 2 value was found to be more likely to have
1797          * suboptimal cache aliasing properties in some cases.
1798          *
1799          * For example if 2 tasks are alternately allocating
1800          * batches of pages, one task can end up with a lot
1801          * of pages of one half of the possible page colors
1802          * and the other with pages of the other colors.
1803          */
1804         batch = (1 << (fls(batch + batch/2)-1)) - 1;
1805
1806         return batch;
1807 }
1808
1809 inline void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)
1810 {
1811         struct per_cpu_pages *pcp;
1812
1813         memset(p, 0, sizeof(*p));
1814
1815         pcp = &p->pcp[0];               /* hot */
1816         pcp->count = 0;
1817         pcp->high = 6 * batch;
1818         pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);
1819         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1820
1821         pcp = &p->pcp[1];               /* cold*/
1822         pcp->count = 0;
1823         pcp->high = 2 * batch;
1824         pcp->batch = max(1UL, batch/2);
1825         INIT_LIST_HEAD(&pcp->list);
1826 }
1827
1828 #ifdef CONFIG_NUMA
1829 /*
1830  * Boot pageset table. One per cpu which is going to be used for all
1831  * zones and all nodes. The parameters will be set in such a way
1832  * that an item put on a list will immediately be handed over to
1833  * the buddy list. This is safe since pageset manipulation is done
1834  * with interrupts disabled.
1835  *
1836  * Some NUMA counter updates may also be caught by the boot pagesets.
1837  *
1838  * The boot_pagesets must be kept even after bootup is complete for
1839  * unused processors and/or zones. They do play a role for bootstrapping
1840  * hotplugged processors.
1841  *
1842  * zoneinfo_show() and maybe other functions do
1843  * not check if the processor is online before following the pageset pointer.
1844  * Other parts of the kernel may not check if the zone is available.
1845  */
1846 static struct per_cpu_pageset
1847         boot_pageset[NR_CPUS];
1848
1849 /*
1850  * Dynamically allocate memory for the
1851  * per cpu pageset array in struct zone.
1852  */
1853 static int __devinit process_zones(int cpu)
1854 {
1855         struct zone *zone, *dzone;
1856
1857         for_each_zone(zone) {
1858
1859                 zone->pageset[cpu] = kmalloc_node(sizeof(struct per_cpu_pageset),
1860                                          GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
1861                 if (!zone->pageset[cpu])
1862                         goto bad;
1863
1864                 setup_pageset(zone->pageset[cpu], zone_batchsize(zone));
1865         }
1866
1867         return 0;
1868 bad:
1869         for_each_zone(dzone) {
1870                 if (dzone == zone)
1871                         break;
1872                 kfree(dzone->pageset[cpu]);
1873                 dzone->pageset[cpu] = NULL;
1874         }
1875         return -ENOMEM;
1876 }
1877
1878 static inline void free_zone_pagesets(int cpu)
1879 {
1880 #ifdef CONFIG_NUMA
1881         struct zone *zone;
1882
1883         for_each_zone(zone) {
1884                 struct per_cpu_pageset *pset = zone_pcp(zone, cpu);
1885
1886                 zone_pcp(zone, cpu) = NULL;
1887                 kfree(pset);
1888         }
1889 #endif
1890 }
1891
1892 static int __devinit pageset_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1893                 unsigned long action,
1894                 void *hcpu)
1895 {
1896         int cpu = (long)hcpu;
1897         int ret = NOTIFY_OK;
1898
1899         switch (action) {
1900                 case CPU_UP_PREPARE:
1901                         if (process_zones(cpu))
1902                                 ret = NOTIFY_BAD;
1903                         break;
1904                 case CPU_UP_CANCELED:
1905                 case CPU_DEAD:
1906                         free_zone_pagesets(cpu);
1907                         break;
1908                 default:
1909                         break;
1910         }
1911         return ret;
1912 }
1913
1914 static struct notifier_block pageset_notifier =
1915         { &pageset_cpuup_callback, NULL, 0 };
1916
1917 void __init setup_per_cpu_pageset(void)
1918 {
1919         int err;
1920
1921         /* Initialize per_cpu_pageset for cpu 0.
1922          * A cpuup callback will do this for every cpu
1923          * as it comes online
1924          */
1925         err = process_zones(smp_processor_id());
1926         BUG_ON(err);
1927         register_cpu_notifier(&pageset_notifier);
1928 }
1929
1930 #endif
1931
1932 static __devinit
1933 void zone_wait_table_init(struct zone *zone, unsigned long zone_size_pages)
1934 {
1935         int i;
1936         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1937
1938         /*
1939          * The per-page waitqueue mechanism uses hashed waitqueues
1940          * per zone.
1941          */
1942         zone->wait_table_size = wait_table_size(zone_size_pages);
1943         zone->wait_table_bits = wait_table_bits(zone->wait_table_size);
1944         zone->wait_table = (wait_queue_head_t *)
1945                 alloc_bootmem_node(pgdat, zone->wait_table_size
1946                                         * sizeof(wait_queue_head_t));
1947
1948         for(i = 0; i < zone->wait_table_size; ++i)
1949                 init_waitqueue_head(zone->wait_table + i);
1950 }
1951
1952 static __devinit void zone_pcp_init(struct zone *zone)
1953 {
1954         int cpu;
1955         unsigned long batch = zone_batchsize(zone);
1956
1957         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1958 #ifdef CONFIG_NUMA
1959                 /* Early boot. Slab allocator not functional yet */
1960                 zone->pageset[cpu] = &boot_pageset[cpu];
1961                 setup_pageset(&boot_pageset[cpu],0);
1962 #else
1963                 setup_pageset(zone_pcp(zone,cpu), batch);
1964 #endif
1965         }
1966         printk(KERN_DEBUG "  %s zone: %lu pages, LIFO batch:%lu\n",
1967                 zone->name, zone->present_pages, batch);
1968 }
1969
1970 static __devinit void init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1971                 unsigned long zone_start_pfn, unsigned long size)
1972 {
1973         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1974
1975         zone_wait_table_init(zone, size);
1976         pgdat->nr_zones = zone_idx(zone) + 1;
1977
1978         zone->zone_mem_map = pfn_to_page(zone_start_pfn);
1979         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1980
1981         memmap_init(size, pgdat->node_id, zone_idx(zone), zone_start_pfn);
1982
1983         zone_init_free_lists(pgdat, zone, zone->spanned_pages);
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Set up the zone data structures:
1988  *   - mark all pages reserved
1989  *   - mark all memory queues empty
1990  *   - clear the memory bitmaps
1991  */
1992 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat,
1993                 unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size)
1994 {
1995         unsigned long j;
1996         int nid = pgdat->node_id;
1997         unsigned long zone_start_pfn = pgdat->node_start_pfn;
1998
1999         pgdat_resize_init(pgdat);
2000         pgdat->nr_zones = 0;
2001         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
2002         pgdat->kswapd_max_order = 0;
2003         
2004         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2005                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2006                 unsigned long size, realsize;
2007
2008                 realsize = size = zones_size[j];
2009                 if (zholes_size)
2010                         realsize -= zholes_size[j];
2011
2012                 if (j < ZONE_HIGHMEM)
2013                         nr_kernel_pages += realsize;
2014                 nr_all_pages += realsize;
2015
2016                 zone->spanned_pages = size;
2017                 zone->present_pages = realsize;
2018                 zone->name = zone_names[j];
2019                 spin_lock_init(&zone->lock);
2020                 spin_lock_init(&zone->lru_lock);
2021                 zone_seqlock_init(zone);
2022                 zone->zone_pgdat = pgdat;
2023                 zone->free_pages = 0;
2024
2025                 zone->temp_priority = zone->prev_priority = DEF_PRIORITY;
2026
2027                 zone_pcp_init(zone);
2028                 INIT_LIST_HEAD(&zone->active_list);
2029                 INIT_LIST_HEAD(&zone->inactive_list);
2030                 zone->nr_scan_active = 0;
2031                 zone->nr_scan_inactive = 0;
2032                 zone->nr_active = 0;
2033                 zone->nr_inactive = 0;
2034                 atomic_set(&zone->reclaim_in_progress, 0);
2035                 if (!size)
2036                         continue;
2037
2038                 zonetable_add(zone, nid, j, zone_start_pfn, size);
2039                 init_currently_empty_zone(zone, zone_start_pfn, size);
2040                 zone_start_pfn += size;
2041         }
2042 }
2043
2044 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
2045 {
2046         /* Skip empty nodes */
2047         if (!pgdat->node_spanned_pages)
2048                 return;
2049
2050 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
2051         /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */
2052         if (!pgdat->node_mem_map) {
2053                 unsigned long size;
2054                 struct page *map;
2055
2056                 size = (pgdat->node_spanned_pages + 1) * sizeof(struct page);
2057                 map = alloc_remap(pgdat->node_id, size);
2058                 if (!map)
2059                         map = alloc_bootmem_node(pgdat, size);
2060                 pgdat->node_mem_map = map;
2061         }
2062 #ifdef CONFIG_FLATMEM
2063         /*
2064          * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's
2065          */
2066         if (pgdat == NODE_DATA(0))
2067                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
2068 #endif
2069 #endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */
2070 }
2071
2072 void __init free_area_init_node(int nid, struct pglist_data *pgdat,
2073                 unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn,
2074                 unsigned long *zholes_size)
2075 {
2076         pgdat->node_id = nid;
2077         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
2078         calculate_zone_totalpages(pgdat, zones_size, zholes_size);
2079
2080         alloc_node_mem_map(pgdat);
2081
2082         free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);
2083 }
2084
2085 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
2086 static bootmem_data_t contig_bootmem_data;
2087 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data };
2088
2089 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
2090 #endif
2091
2092 void __init free_area_init(unsigned long *zones_size)
2093 {
2094         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
2095                         __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);
2096 }
2097
2098 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2099
2100 #include <linux/seq_file.h>
2101
2102 static void *frag_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2103 {
2104         pg_data_t *pgdat;
2105         loff_t node = *pos;
2106
2107         for (pgdat = pgdat_list; pgdat && node; pgdat = pgdat->pgdat_next)
2108                 --node;
2109
2110         return pgdat;
2111 }
2112
2113 static void *frag_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2114 {
2115         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2116
2117         (*pos)++;
2118         return pgdat->pgdat_next;
2119 }
2120
2121 static void frag_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2122 {
2123 }
2124
2125 /* 
2126  * This walks the free areas for each zone.
2127  */
2128 static int frag_show(struct seq_file *m, void *arg)
2129 {
2130         pg_data_t *pgdat = (pg_data_t *)arg;
2131         struct zone *zone;
2132         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2133         unsigned long flags;
2134         int order;
2135
2136         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; ++zone) {
2137                 if (!populated_zone(zone))
2138                         continue;
2139
2140                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2141                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s ", pgdat->node_id, zone->name);
2142                 for (order = 0; order < MAX_ORDER; ++order)
2143                         seq_printf(m, "%6lu ", zone->free_area[order].nr_free);
2144                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2145                 seq_putc(m, '\n');
2146         }
2147         return 0;
2148 }
2149
2150 struct seq_operations fragmentation_op = {
2151         .start  = frag_start,
2152         .next   = frag_next,
2153         .stop   = frag_stop,
2154         .show   = frag_show,
2155 };
2156
2157 /*
2158  * Output information about zones in @pgdat.
2159  */
2160 static int zoneinfo_show(struct seq_file *m, void *arg)
2161 {
2162         pg_data_t *pgdat = arg;
2163         struct zone *zone;
2164         struct zone *node_zones = pgdat->node_zones;
2165         unsigned long flags;
2166
2167         for (zone = node_zones; zone - node_zones < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2168                 int i;
2169
2170                 if (!populated_zone(zone))
2171                         continue;
2172
2173                 spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2174                 seq_printf(m, "Node %d, zone %8s", pgdat->node_id, zone->name);
2175                 seq_printf(m,
2176                            "\n  pages free     %lu"
2177                            "\n        min      %lu"
2178                            "\n        low      %lu"
2179                            "\n        high     %lu"
2180                            "\n        active   %lu"
2181                            "\n        inactive %lu"
2182                            "\n        scanned  %lu (a: %lu i: %lu)"
2183                            "\n        spanned  %lu"
2184                            "\n        present  %lu",
2185                            zone->free_pages,
2186                            zone->pages_min,
2187                            zone->pages_low,
2188                            zone->pages_high,
2189                            zone->nr_active,
2190                            zone->nr_inactive,
2191                            zone->pages_scanned,
2192                            zone->nr_scan_active, zone->nr_scan_inactive,
2193                            zone->spanned_pages,
2194                            zone->present_pages);
2195                 seq_printf(m,
2196                            "\n        protection: (%lu",
2197                            zone->lowmem_reserve[0]);
2198                 for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(zone->lowmem_reserve); i++)
2199                         seq_printf(m, ", %lu", zone->lowmem_reserve[i]);
2200                 seq_printf(m,
2201                            ")"
2202                            "\n  pagesets");
2203                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zone->pageset); i++) {
2204                         struct per_cpu_pageset *pageset;
2205                         int j;
2206
2207                         pageset = zone_pcp(zone, i);
2208                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2209                                 if (pageset->pcp[j].count)
2210                                         break;
2211                         }
2212                         if (j == ARRAY_SIZE(pageset->pcp))
2213                                 continue;
2214                         for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(pageset->pcp); j++) {
2215                                 seq_printf(m,
2216                                            "\n    cpu: %i pcp: %i"
2217                                            "\n              count: %i"
2218                                            "\n              high:  %i"
2219                                            "\n              batch: %i",
2220                                            i, j,
2221                                            pageset->pcp[j].count,
2222                                            pageset->pcp[j].high,
2223                                            pageset->pcp[j].batch);
2224                         }
2225 #ifdef CONFIG_NUMA
2226                         seq_printf(m,
2227                                    "\n            numa_hit:       %lu"
2228                                    "\n            numa_miss:      %lu"
2229                                    "\n            numa_foreign:   %lu"
2230                                    "\n            interleave_hit: %lu"
2231                                    "\n            local_node:     %lu"
2232                                    "\n            other_node:     %lu",
2233                                    pageset->numa_hit,
2234                                    pageset->numa_miss,
2235                                    pageset->numa_foreign,
2236                                    pageset->interleave_hit,
2237                                    pageset->local_node,
2238                                    pageset->other_node);
2239 #endif
2240                 }
2241                 seq_printf(m,
2242                            "\n  all_unreclaimable: %u"
2243                            "\n  prev_priority:     %i"
2244                            "\n  temp_priority:     %i"
2245                            "\n  start_pfn:         %lu",
2246                            zone->all_unreclaimable,
2247                            zone->prev_priority,
2248                            zone->temp_priority,
2249                            zone->zone_start_pfn);
2250                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2251                 seq_putc(m, '\n');
2252         }
2253         return 0;
2254 }
2255
2256 struct seq_operations zoneinfo_op = {
2257         .start  = frag_start, /* iterate over all zones. The same as in
2258                                * fragmentation. */
2259         .next   = frag_next,
2260         .stop   = frag_stop,
2261         .show   = zoneinfo_show,
2262 };
2263
2264 static char *vmstat_text[] = {
2265         "nr_dirty",
2266         "nr_writeback",
2267         "nr_unstable",
2268         "nr_page_table_pages",
2269         "nr_mapped",
2270         "nr_slab",
2271
2272         "pgpgin",
2273         "pgpgout",
2274         "pswpin",
2275         "pswpout",
2276
2277         "pgalloc_high",
2278         "pgalloc_normal",
2279         "pgalloc_dma32",
2280         "pgalloc_dma",
2281
2282         "pgfree",
2283         "pgactivate",
2284         "pgdeactivate",
2285
2286         "pgfault",
2287         "pgmajfault",
2288
2289         "pgrefill_high",
2290         "pgrefill_normal",
2291         "pgrefill_dma32",
2292         "pgrefill_dma",
2293
2294         "pgsteal_high",
2295         "pgsteal_normal",
2296         "pgsteal_dma32",
2297         "pgsteal_dma",
2298
2299         "pgscan_kswapd_high",
2300         "pgscan_kswapd_normal",
2301         "pgscan_kswapd_dma32",
2302         "pgscan_kswapd_dma",
2303
2304         "pgscan_direct_high",
2305         "pgscan_direct_normal",
2306         "pgscan_direct_dma32",
2307         "pgscan_direct_dma",
2308
2309         "pginodesteal",
2310         "slabs_scanned",
2311         "kswapd_steal",
2312         "kswapd_inodesteal",
2313         "pageoutrun",
2314         "allocstall",
2315
2316         "pgrotated",
2317         "nr_bounce",
2318 };
2319
2320 static void *vmstat_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2321 {
2322         struct page_state *ps;
2323
2324         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2325                 return NULL;
2326
2327         ps = kmalloc(sizeof(*ps), GFP_KERNEL);
2328         m->private = ps;
2329         if (!ps)
2330                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2331         get_full_page_state(ps);
2332         ps->pgpgin /= 2;                /* sectors -> kbytes */
2333         ps->pgpgout /= 2;
2334         return (unsigned long *)ps + *pos;
2335 }
2336
2337 static void *vmstat_next(struct seq_file *m, void *arg, loff_t *pos)
2338 {
2339         (*pos)++;
2340         if (*pos >= ARRAY_SIZE(vmstat_text))
2341                 return NULL;
2342         return (unsigned long *)m->private + *pos;
2343 }
2344
2345 static int vmstat_show(struct seq_file *m, void *arg)
2346 {
2347         unsigned long *l = arg;
2348         unsigned long off = l - (unsigned long *)m->private;
2349
2350         seq_printf(m, "%s %lu\n", vmstat_text[off], *l);
2351         return 0;
2352 }
2353
2354 static void vmstat_stop(struct seq_file *m, void *arg)
2355 {
2356         kfree(m->private);
2357         m->private = NULL;
2358 }
2359
2360 struct seq_operations vmstat_op = {
2361         .start  = vmstat_start,
2362         .next   = vmstat_next,
2363         .stop   = vmstat_stop,
2364         .show   = vmstat_show,
2365 };
2366
2367 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2368
2369 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2370 static int page_alloc_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2371                                  unsigned long action, void *hcpu)
2372 {
2373         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2374         long *count;
2375         unsigned long *src, *dest;
2376
2377         if (action == CPU_DEAD) {
2378                 int i;
2379
2380                 /* Drain local pagecache count. */
2381                 count = &per_cpu(nr_pagecache_local, cpu);
2382                 atomic_add(*count, &nr_pagecache);
2383                 *count = 0;
2384                 local_irq_disable();
2385                 __drain_pages(cpu);
2386
2387                 /* Add dead cpu's page_states to our own. */
2388                 dest = (unsigned long *)&__get_cpu_var(page_states);
2389                 src = (unsigned long *)&per_cpu(page_states, cpu);
2390
2391                 for (i = 0; i < sizeof(struct page_state)/sizeof(unsigned long);
2392                                 i++) {
2393                         dest[i] += src[i];
2394                         src[i] = 0;
2395                 }
2396
2397                 local_irq_enable();
2398         }
2399         return NOTIFY_OK;
2400 }
2401 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2402
2403 void __init page_alloc_init(void)
2404 {
2405         hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * setup_per_zone_lowmem_reserve - called whenever
2410  *      sysctl_lower_zone_reserve_ratio changes.  Ensures that each zone
2411  *      has a correct pages reserved value, so an adequate number of
2412  *      pages are left in the zone after a successful __alloc_pages().
2413  */
2414 static void setup_per_zone_lowmem_reserve(void)
2415 {
2416         struct pglist_data *pgdat;
2417         int j, idx;
2418
2419         for_each_pgdat(pgdat) {
2420                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
2421                         struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
2422                         unsigned long present_pages = zone->present_pages;
2423
2424                         zone->lowmem_reserve[j] = 0;
2425
2426                         for (idx = j-1; idx >= 0; idx--) {
2427                                 struct zone *lower_zone;
2428
2429                                 if (sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] < 1)
2430                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx] = 1;
2431
2432                                 lower_zone = pgdat->node_zones + idx;
2433                                 lower_zone->lowmem_reserve[j] = present_pages /
2434                                         sysctl_lowmem_reserve_ratio[idx];
2435                                 present_pages += lower_zone->present_pages;
2436                         }
2437                 }
2438         }
2439 }
2440
2441 /*
2442  * setup_per_zone_pages_min - called when min_free_kbytes changes.  Ensures 
2443  *      that the pages_{min,low,high} values for each zone are set correctly 
2444  *      with respect to min_free_kbytes.
2445  */
2446 void setup_per_zone_pages_min(void)
2447 {
2448         unsigned long pages_min = min_free_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
2449         unsigned long lowmem_pages = 0;
2450         struct zone *zone;
2451         unsigned long flags;
2452
2453         /* Calculate total number of !ZONE_HIGHMEM pages */
2454         for_each_zone(zone) {
2455                 if (!is_highmem(zone))
2456                         lowmem_pages += zone->present_pages;
2457         }
2458
2459         for_each_zone(zone) {
2460                 unsigned long tmp;
2461                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2462                 tmp = (pages_min * zone->present_pages) / lowmem_pages;
2463                 if (is_highmem(zone)) {
2464                         /*
2465                          * __GFP_HIGH and PF_MEMALLOC allocations usually don't
2466                          * need highmem pages, so cap pages_min to a small
2467                          * value here.
2468                          *
2469                          * The (pages_high-pages_low) and (pages_low-pages_min)
2470                          * deltas controls asynch page reclaim, and so should
2471                          * not be capped for highmem.
2472                          */
2473                         int min_pages;
2474
2475                         min_pages = zone->present_pages / 1024;
2476                         if (min_pages < SWAP_CLUSTER_MAX)
2477                                 min_pages = SWAP_CLUSTER_MAX;
2478                         if (min_pages > 128)
2479                                 min_pages = 128;
2480                         zone->pages_min = min_pages;
2481                 } else {
2482                         /*
2483                          * If it's a lowmem zone, reserve a number of pages
2484                          * proportionate to the zone's size.
2485                          */
2486                         zone->pages_min = tmp;
2487                 }
2488
2489                 zone->pages_low   = zone->pages_min + tmp / 4;
2490                 zone->pages_high  = zone->pages_min + tmp / 2;
2491                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2492         }
2493 }
2494
2495 /*
2496  * Initialise min_free_kbytes.
2497  *
2498  * For small machines we want it small (128k min).  For large machines
2499  * we want it large (64MB max).  But it is not linear, because network
2500  * bandwidth does not increase linearly with machine size.  We use
2501  *
2502  *      min_free_kbytes = 4 * sqrt(lowmem_kbytes), for better accuracy:
2503  *      min_free_kbytes = sqrt(lowmem_kbytes * 16)
2504  *
2505  * which yields
2506  *
2507  * 16MB:        512k
2508  * 32MB:        724k
2509  * 64MB:        1024k
2510  * 128MB:       1448k
2511  * 256MB:       2048k
2512  * 512MB:       2896k
2513  * 1024MB:      4096k
2514  * 2048MB:      5792k
2515  * 4096MB:      8192k
2516  * 8192MB:      11584k
2517  * 16384MB:     16384k
2518  */
2519 static int __init init_per_zone_pages_min(void)
2520 {
2521         unsigned long lowmem_kbytes;
2522
2523         lowmem_kbytes = nr_free_buffer_pages() * (PAGE_SIZE >> 10);
2524
2525         min_free_kbytes = int_sqrt(lowmem_kbytes * 16);
2526         if (min_free_kbytes < 128)
2527                 min_free_kbytes = 128;
2528         if (min_free_kbytes > 65536)
2529                 min_free_kbytes = 65536;
2530         setup_per_zone_pages_min();
2531         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2532         return 0;
2533 }
2534 module_init(init_per_zone_pages_min)
2535
2536 /*
2537  * min_free_kbytes_sysctl_handler - just a wrapper around proc_dointvec() so 
2538  *      that we can call two helper functions whenever min_free_kbytes
2539  *      changes.
2540  */
2541 int min_free_kbytes_sysctl_handler(ctl_table *table, int write, 
2542         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2543 {
2544         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
2545         setup_per_zone_pages_min();
2546         return 0;
2547 }
2548
2549 /*
2550  * lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler - just a wrapper around
2551  *      proc_dointvec() so that we can call setup_per_zone_lowmem_reserve()
2552  *      whenever sysctl_lowmem_reserve_ratio changes.
2553  *
2554  * The reserve ratio obviously has absolutely no relation with the
2555  * pages_min watermarks. The lowmem reserve ratio can only make sense
2556  * if in function of the boot time zone sizes.
2557  */
2558 int lowmem_reserve_ratio_sysctl_handler(ctl_table *table, int write,
2559         struct file *file, void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2560 {
2561         proc_dointvec_minmax(table, write, file, buffer, length, ppos);
2562         setup_per_zone_lowmem_reserve();
2563         return 0;
2564 }
2565
2566 __initdata int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
2567
2568 #ifdef CONFIG_NUMA
2569 static int __init set_hashdist(char *str)
2570 {
2571         if (!str)
2572                 return 0;
2573         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
2574         return 1;
2575 }
2576 __setup("hashdist=", set_hashdist);
2577 #endif
2578
2579 /*
2580  * allocate a large system hash table from bootmem
2581  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2582  *   quantity of entries
2583  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2584  */
2585 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2586                                      unsigned long bucketsize,
2587                                      unsigned long numentries,
2588                                      int scale,
2589                                      int flags,
2590                                      unsigned int *_hash_shift,
2591                                      unsigned int *_hash_mask,
2592                                      unsigned long limit)
2593 {
2594         unsigned long long max = limit;
2595         unsigned long log2qty, size;
2596         void *table = NULL;
2597
2598         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2599         if (!numentries) {
2600                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2601                 numentries = (flags & HASH_HIGHMEM) ? nr_all_pages : nr_kernel_pages;
2602                 numentries += (1UL << (20 - PAGE_SHIFT)) - 1;
2603                 numentries >>= 20 - PAGE_SHIFT;
2604                 numentries <<= 20 - PAGE_SHIFT;
2605
2606                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2607                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2608                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2609                 else
2610                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2611         }
2612         /* rounded up to nearest power of 2 in size */
2613         numentries = 1UL << (long_log2(numentries) + 1);
2614
2615         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2616         if (max == 0) {
2617                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2618                 do_div(max, bucketsize);
2619         }
2620
2621         if (numentries > max)
2622                 numentries = max;
2623
2624         log2qty = long_log2(numentries);
2625
2626         do {
2627                 size = bucketsize << log2qty;
2628                 if (flags & HASH_EARLY)
2629                         table = alloc_bootmem(size);
2630                 else if (hashdist)
2631                         table = __vmalloc(size, GFP_ATOMIC, PAGE_KERNEL);
2632                 else {
2633                         unsigned long order;
2634                         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < size; order++)
2635                                 ;
2636                         table = (void*) __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2637                 }
2638         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2639
2640         if (!table)
2641                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2642
2643         printk("%s hash table entries: %d (order: %d, %lu bytes)\n",
2644                tablename,
2645                (1U << log2qty),
2646                long_log2(size) - PAGE_SHIFT,
2647                size);
2648
2649         if (_hash_shift)
2650                 *_hash_shift = log2qty;
2651         if (_hash_mask)
2652                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2653
2654         return table;
2655 }